復(fù)合銑削的金屬件堆焊成形尺寸研究

夏然飛，吳懷主，許 晶

（東風(fēng)商用車(chē)技術(shù)中心，武漢430056）

隨著航空航天、汽車(chē)制造和海洋船舶等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)饘倭慵闹圃煲笕遮吙量蹋押缚焖俪尚渭夹g(shù)成為新的研究趨勢(shì)。金屬快速成形技術(shù)[1-2]是以電弧作為熱源，采用逐層熔覆原理，由線-面-體的路徑逐層堆焊出金屬件的先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)。由于堆焊過(guò)程是以高溫液態(tài)金屬熔滴過(guò)渡的方式進(jìn)行的，因此焊縫形貌對(duì)零件的尺寸精度和表面質(zhì)量有著重要的影響[3-4]。

國(guó)內(nèi)，南昌大學(xué)張光云等[5]對(duì)TIG焊接參數(shù)與焊縫尺寸的關(guān)系進(jìn)行了研究，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，但成形尺寸對(duì)工藝參數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果并不理想。華中科技大學(xué)周龍?jiān)绲萚6]也分析了CO2氣體保護(hù)焊工藝參數(shù)對(duì)焊縫尺寸的影響，其結(jié)果與實(shí)際情況吻合較好，但該方法對(duì)試驗(yàn)條件的適應(yīng)性不高。此外，印度理工學(xué)院孟買(mǎi)校區(qū)[7]和韓國(guó)機(jī)械材料研究院（KIMM）[8]的研究小組也對(duì)金屬件堆焊進(jìn)行了研究，還初步研究了不同焊接參數(shù)對(duì)成形尺寸的影響，雖然也考慮到通過(guò)數(shù)控銑削來(lái)控制尺寸精度，但其堆焊成形與后處理的銑削加工相互分離，也會(huì)產(chǎn)生較大的尺寸誤差。同時(shí)，金屬件堆焊成形是一個(gè)多參數(shù)耦合作用的復(fù)雜過(guò)程，每層熔敷的堆積高度不穩(wěn)定，逐層累積后難免會(huì)導(dǎo)致零件表面質(zhì)量較低，一般需要二次表面機(jī)加工控制精度[9]。

針對(duì)上述問(wèn)題，本研究建立了單道和多道焊縫的尺寸模型，選擇拋物線作為最優(yōu)模型，并確定出最佳熔敷間距。……